DE102013225917A1

DE102013225917A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil nach einem Beschichtungsprozess

Info

Publication number: DE102013225917A1
Application number: DE102013225917.4A
Authority: DE
Inventors: Nikolai Arjakine; Rainer Hoffmann; Stephan Mais; Andrea Massa; Ingo Reinkensmeier; Rouven-Sebastian Semmler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-12-13
Filing date: 2013-12-13
Publication date: 2015-06-18

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Wiederöffnen von Löchern (3) in einem Bauteil (1) nach einem Beschichtungsprozess, bei dem im Bauteil (1) vorhandene Löcher (3) verschlossen wurden, zur Verfügung gestellt. In dem Verfahren wird die Lage verschlossener Löcher (3) auf der Basis eines thermographischen Verfahrens ermittelt, und nach dem Ermitteln der Lage werden die Löcher (3) mittels eines Bohrverfahrens wieder geöffnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil, die durch einen Beschichtungsprozess verschlossen wurden. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Mechanisch stark belastete Bauteile, die einem heißen und korrosiven Medium ausgesetzt sind, wie zum Beispiel Turbinenschaufeln oder andere Turbinenbauteile, sind häufig aus hochwarmfesten Superlegierungen hergestellt und zudem mit aufwendigen korrosions- und/oder oxidationshemmenden Beschichtungen und/oder wärmedämmenden Beschichtungen versehen. Außerdem sind solche Bauteile typischerweise mit internen Kühlkanälen ausgestattet, mit deren Hilfe Kühlluft durch das Bauteil geleitet werden kann, um aufgenommene Wärme rasch abzuführen. Wenn zudem ein Kühlluftfilm über der Oberfläche des Bauteils geschaffen werden soll, damit die Oberfläche nicht unmittelbar dem heißen und korrosiven Medium ausgesetzt ist, weisen die Bauteile Kühlluftlöcher auf, durch die Kühlluft aus dem Inneren des Bauteils ausgeblasen wird.
Beim Aufbringen einer Beschichtung auf ein mit Kühlluftöffnungen versehenes Bauteil werden die Kühlluftlöcher durch das Beschichtungsmaterial verschlossen. Sie müssen daher nach Abschluss des Beschichtungsprozesses wieder geöffnet werden. Dies geschieht bisher dadurch, dass bestimmte Kühlluftlöcher als Referenzlöcher ausgewählt werden und dann vor dem Beschichtungsprozess mittels eines Maskierungsmaterials, auf dem das Beschichtungsmaterial schlecht haftet, verschlossen werden. Nach dem Beschichten wird das Maskierungsmaterial in den Referenzlöchern dann entweder manuell entfernt oder – falls ein ausbrennbares Maskierungsmaterial Verwendung findet – ausgebrannt. Anschließend wird ein Bohrlaser an den offenen Referenzlöchern ausgerichtet. Die Lage der übrigen, noch verschlossenen Kühlluftlöcher wird dann anhand der Lage der Referenzlöcher interpoliert. Anschließend werden die Löcher mittels des Bohrlasers wieder geöffnet. Dieses Vorgehen ist zeit- und personalintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein vorteilhaftes Verfahren und eine vorteilhafte Vorrichtung zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil nach einem Beschichtungsprozess zur Verfügung zu stellen, die insbesondere zum Wiederöffnen von Kühlluftlöchern in Hochtemperaturbauteilen Verwendung finden können.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 durch ein Verfahren zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil nach einem Beschichtungsprozess gelöst, sowie gemäß Anspruch 9 durch eine Vorrichtung zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil nach einem Beschichtungsprozess. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil nach einem Beschichtungsprozess, bei dem im Bauteil vorhandene Löcher verschlossen wurden, zur Verfügung gestellt. In dem Verfahren wird die Lage verschlossener Löcher auf der Basis eines thermographischen Verfahrens ermittelt. Dabei kann mit Hilfe des thermographischen Verfahrens entweder die Lage aller Löcher ermittelt werden, oder es kann die Lage einer Anzahl von Referenzlöchern ermittelt werden, wobei dann die Lage der übrigen Löcher anhand der ermittelten Lage der Referenzlöcher interpoliert wird. Nach dem Ermitteln der Lage der Löcher werden diese mittels eines Bohrverfahrens wieder geöffnet, wobei als Bohrverfahren insbesondere ein Laser-Bohrverfahren Verwendung finden kann. Das Bauteil kann insbesondere ein Hochtemperaturbauteil mit Kühlluftlöchern sein, etwa eine Turbinenschaufel oder ein anderes im Heißgaspfad einer Turbine zum Einsatz kommendes Bauteil. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl im Rahmen des Herstellungsprozesses beim Erstbeschichten von Hochtemperaturbauteilen als auch beim Widerbeschichten im Rahmen eines Wiederaufarbeitungsprozesses zur Anwendung kommen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ein automatisiertes Lokalisieren der durch das Beschichten verschlossener Löcher. Da im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens weder ein manuelles Maskieren von Löchern, noch ein manuelles Wiederöffnen von Löchern nötig ist, kann das Verfahren vollständig automatisiert werden.
Wenn die Lage aller Löcher mittels des thermographischen Verfahrens ermittelt wird, kann ein verschlossenes Loch unmittelbar nach Ermitteln seiner Lage mittels des Bohrverfahrens wieder geöffnet werden, bevor die Lage des nächsten Loches ermittelt wird. Mit anderen Worten, das erfindungsgemäße Verfahren kann als scannendes Verfahren ausgelegt sein. Alternativ kann zuerst die Lage einer Mehrzahl von Löchern ermittelt werden, etwa mit Hilfe einer das Bauteil abbildenden Infrarotkamera, bevor das Wiederöffnen der entsprechenden Löcher erfolgt.
Insbesondere im Falle von Kühlluftlöchern kann nach dem Wiederöffnen der Löcher eine Transmissionsprüfung für die Löcher durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob alle Löcher vollständig geöffnet worden sind. Falls die Transmissionsprüfung ergibt, dass nicht alle Löcher wieder vollständig geöffnet sind, können die Löcher unmittelbar nach der Transmissionsprüfung nachgearbeitet werden. Es ist dann kein neues Aufspannen des Bauteils – und somit auch kein neues Justieren des Bauteils – nötig, so dass die Nachbearbeitung nur einen minimalen Zeitverlust mit sich bringt.
Zusätzlich oder alternativ zur Transmissionsprüfung kann mittels des thermographischen Verfahrens außerdem eine Überprüfung des beschichteten Bauteils auf Stellen mit Delamination, also mit einer Ablösung der Beschichtung, erfolgen. Das Zusammenlegen des Überprüfens auf Delaminationen mit dem Ermitteln der Lage verschlossener Löcher führt zu einer Zeitersparnis beim Herstellen oder Wiederaufarbeiten von Bauteilen.
Erfindungsgemäß wird außerdem eine Vorrichtung zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil nach einem Beschichtungsprozess, bei dem im Bauteil vorhandene Löcher verschlossen wurden, zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtung umfasst:

– eine Thermographievorrichtung zum Erstellen von Thermographiedaten,
– eine mit der Thermographievorrichtung zum Empfang der Thermographiedaten verbundene Auswerteeinheit, die dazu ausgelegt ist, anhand der Thermographiedaten die Position von Löchern zu ermitteln und die Position wenigstens eines Loches enthaltende Positionsdaten auszugeben, und
– eine mit der Auswerteeinheit zum Empfang der Positionsdaten verbundene Bohrvorrichtung mit einem relativ zum Bauteil beweglich angeordneten Bohrer zum Wiederöffnen der Löcher, wobei als Bohrer bspw. ein Bohrlaser zum Einsatz kommen kann. Das Bauteil kann insbesondere ein Hochtemperaturbauteil wie etwa eine Turbinenschaufel oder ein anderes im Heißgaspfad einer Turbine zum Einsatz kommendes Bauteil mit Kühlluftlöchern sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet. Sie ermöglicht daher das Realisieren der mit Bezug auf das Verfahren beschriebenen Eigenschaften und Vorteile.
Die Thermographievorrichtung und Bohrvorrichtung können in einer gemeinsamen Vorrichtung integriert sein, so dass keine Schnittstellen nötig sind.
Außerdem können die Position und die Orientierung des Bohrers sowie die Position und die Orientierung der Thermographievorrichtung im selben Koordinatensystem definiert sein. Auf diese Weise wird keine Koordinatentransformation zwischen dem Koordinatensystem des Bohrers und dem Koordinatensystem der Thermographievorrichtung benötigt.
Die Thermographievorrichtung kann eine das Bauteil abbildende IR-sensitive Kamera umfassen. In diesem Fall können die Positionen einer Anzahl von Löchern parallel ermittelt werden. Alternativ kann die Thermographievorrichtung eine relativ zum Bauteil bewegliche Scanvorrichtung mit einem IR-sensitiven Sensor aufweisen. In diesem Fall werden die Positionen der Löcher nacheinander ermittelt.
Die Auswerteeinheit braucht nicht notwendigerweise dazu ausgelegt zu sein, die Positionen aller Löcher anhand der Thermographiedaten zu ermitteln. Es genügt, wenn sie dazu ausgelegt ist, anhand der Thermographiedaten die Positionen einer Anzahl von verschlossenen Referenzlöchern zu ermitteln. Die Auswerteeinheit umfasst dann außerdem eine Referenzeinheit, die dazu ausgelegt ist, anhand der Thermographiedaten die Positionsdaten einer Anzahl von verschlossenen Referenzlöchern zu ermitteln, sowie eine Interpolationseinrichtung, die anhand der Positionsdaten der Referenzlöcher und anhand von Bauteildaten die Positionsdaten der übrigen Löcher interpoliert.
Weitere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Darstellung.
2 zeigt anhand eines Ablaufdiagramms ein Ausführungsbeispiel für das mit der Vorrichtung aus 1 durchzuführende Verfahren zum Wiederöffnen von Löchern.
3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Darstellung.
4 zeigt anhand eines Ablaufdiagramms ein Ausführungsbeispiel für das mit der Vorrichtung aus 3 durchzuführende Verfahren zum Wiederöffnen von Löchern.
5 zeigt beispielhaft eine Gasturbine in einem Längsteilschnitt.
6 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel oder Leitschaufel einer Strömungsmaschine.
7 zeigt eine Brennkammer einer Gasturbine. Ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Wiederöffnen von Löchern in einem Bauteil nach einem Beschichtungsprozess wird nachfolgend mit Bezug auf 1 beschrieben. Die Figur zeigt stark schematisiert eine Turbinenschaufel 1, in der die Lage von Kühlluftlöchern 3 eingezeichnet ist. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Kühlluftlöcher 3 hier lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung eingezeichnet sind. Tatsächlich sind die Kühlluftlöcher 3 nach dem Beschichtungsprozess verschlossen und müssen erst mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wieder geöffnet werden. Sie sind daher erst nach dem Wiederöffnen durch die Vorrichtung ohne weiteres zu erkennen. Zudem sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht nur zum Wiederöffnen von Kühlluftlöchern in beschichteten Turbinenschaufeln zur Anwendung kommen kann. Sie kann insbesondere auch bei anderen mit Kühlluftlöchern versehenen Bauteilen von Gasturbinenanlagen zur Anwendung kommen, bei denen die Kühlluftlöcher während eines Beschichtungsprozesses verschlossen wurden. Zudem kann die Erfindung auch bei sonstigen Bauteilen, die Löcher aufweisen, welche bei einem Beschichtungsprozess mit Beschichtungsmaterial verschlossen wurden und daher wieder geöffnet werden müssen, zur Anwendung kommen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zum Wiederöffnen der Löcher 3 eine Thermographievorrichtung zum Erstellen von Thermographiedaten von der beschichteten Oberfläche der Turbinenschaufel 1, eine Bohrvorrichtung 7 mit einem Bohrer zum Wiederöffnen der verschlossenen Kühlluftlöcher 3 und eine Auswerteeinheit 9, die sowohl mit der Thermographievorrichtung 5 als auch mit der Bohrvorrichtung 7 verbunden ist.
Als Thermographievorrichtung 5 kommt im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Infrarotkamera zum Einsatz, welche ein Infrarotbild der Turbinenschaufel 1 aufnimmt. Im Bereich der Kühlluftlöcher 3 weist die Turbinenschaufel dabei eine andere Temperatur auf als dort, wo sich unter der Beschichtung keine Kühlluftlöcher befinden. Dies liegt daran, dass beim Beschichtungsprozess ein Temperatureintrag in die Turbinenschaufel erfolgt und sich die Temperatur im Bereich der Kühlluftlöcher 3 mit einer anderen Rate verringert als in den übrigen Bereichen. Zusätzlich kann der Temperaturunterschied im Bereich der Kühlluftlöcher 3 relativ zu den übrigen Bereichen der Turbinenschaufel 1 dadurch erhöht werden, dass ein kühlendes oder wärmendes Medium durch die Turbinenschaufel geleitet wird, welches lediglich im Bereich der Kühlluftlöcher mit der Beschichtung unmittelbar in Kontakt kommt und daher im Bereich der Kühlluftlöcher anders auf die Beschichtung einwirkt als in Bereichen, in denen sich Substratmaterial unter der Beschichtung befindet. Eine andere Möglichkeit, die Kühlluftlöcher mittels der Infrarotkamera ausfindig zu machen, besteht darin, einen definierten Heizpuls auf die Oberfläche der Turbinenschaufel 1 abzugeben und das Abkühlungsverhalten der Turbinenschaufel zu betrachten. Im Bereich der Kühlluftlöcher sollte sich wiederum eine andere Abkühlungsrate ergeben als im Bereich außerhalb der Kühlluftlöcher, so dass sich die Temperatur der Beschichtung im Bereich der Kühlluftlöcher von der Temperatur in anderen Bereichen der Beschichtung unterscheidet, nachdem eine bestimmte Zeitspanne vergangen ist. Die Lage der Kühlluftlöcher kann dann entweder nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer aus einem momentanen Temperaturunterschied zwischen den Bereichen ohne Kühlluftlöcher und den Beschichtungsbereichen, welche die Kühlluftlöcher verschließen, ermittelt werden, oder aus dem über eine bestimmte Zeitdauer ermittelten Abklingverhalten dieser Bereiche. Im letzteren Fall wird mittels der Infrarotkamera 5 eine zeitliche Abfolge von Infrarotbildern aufgenommen, aus denen sich das Abklingverhalten ableiten lässt.
Die Thermographiedaten, sei es in Form eines Standbildes oder in Form einer Abfolge von Bildern, werden von der Kamera 5 an die Auswerteeinheit 9 weitergegeben. In der Auswerteeinheit wird anhand der empfangenen Thermographiedaten die Lage der Kühlluftlöcher 3 ermittelt. Die ermittelte Lage wird dann in einem Positionssignal zusammengefasst, das an die Bohrvorrichtung 7 ausgegeben wird.
Die Bohrvorrichtung 7 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen als Bohrlaser ausgebildeten Bohrer sowie einen Roboterarm mit sechs Freiheitsgraden, an dem der Bohrer angeordnet ist. Dadurch, dass der Roboterarm drei translatorische Freiheitsgrade und drei rotatorische Freiheitsgrade zur Verfügung stellt, kann der Bohrlaser zum Wiederöffnen der Löcher 3 relativ zur Oberfläche der Turbinenschaufel 1 beliebig positioniert und orientiert werden.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Infrarotkamera 5, die Bohrvorrichtung 7 und die Auswerteeinheit 9 in einer gemeinsamen Anlage zusammengefasst, so dass auf externe Schnittstellen zwischen den einzelnen Komponenten verzichtet werden kann. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Position und die Orientierung des Bohrlasers im selben Koordinatensystem definiert ist wie die Position und die Orientierung der Infrarotkamera 5. Auf diese Weise ist keine Koordinatentransformation zwischen den Koordinatensystemen der Kamera 5 und des Bohrers nötig.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Wiederöffnen von bei einem Beschichtungsprozess verschlossenen Löchern 3, das mit der mit Bezug auf 1 beschriebenen Vorrichtung ausgeführt werden kann, wird nachfolgend mit Bezug auf 2, die ein Flussdiagramm des Verfahrens darstellt, beschrieben.
Nach dem Start des Verfahrens in Schritt S0 erfolgt in Schritt S1 ein Ermitteln der Lage der Kühlluftlöcher 3. Dabei wird die Position der Kühlluftlöcher 3 und, falls nötig, auch ihre Orientierung ermittelt. Auf der Basis der ermittelten Lage der Kühlluftlöcher 3 werden dann in Schritt S2 die Kühlluftlöcher wieder geöffnet. Hierzu fährt der Bohrlaser 7 oder ein anderer geeigneter Bohrer die ermittelten Positionen in der richtigen Orientierung an und öffnet mittels Laserstrahls oder eines anderen geeigneten Bohrverfahrens die von der Beschichtung verschlossenen Kühlluftlöcher 3.
Im Anschluss an das Wiederöffnen der Kühlluftlöcher 3 erfolgt in Schritt S3 eine Transmissionsprüfung der Turbinenschaufel 1, in der festgestellt wird, ob alle Kühlluftlöcher 3 ordnungsgemäß geöffnet sind. In Schritt S4 wird dann geprüft, ob die Transmissionsprüfung erfolgreich absolviert worden ist oder nicht. Wenn die Transmissionsprüfung erfolgreich war, wird in Schritt S5 eine Delaminationsprüfung, also eine Prüfung darauf, ob sich Teile der Beschichtung von der Oberfläche der Turbinenschaufel abgelöst haben, vorgenommen. Wenn in Schritt S4 dagegen festgestellt worden ist, dass die Transmissionsprüfung nicht zufriedenstellend verlaufen ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S1 zurück, in dem die Lage der Kühlluftlöcher erneut ermittelt wird. Die Schleife von Schritt S4 zu Schritt S1 kann solange wiederholt werden, bis die Transmissionsprüfung bestanden ist. Vorzugsweise sollte jedoch eine maximale Anzahl von Wiederholungen definiert werden, um ein endloses Wiederholen der Schleife zu vermeiden. In einer alternativen Ausgestaltung des in 2 dargestellten Verfahrens kann die von S4 ausgehende Schleife statt zu Schritt S1 zu Schritt S2 zurückführen. In diesem Fall wird nur das Öffnen der Kühlluftlöcher auf der Basis der ursprünglich ermittelten Lage der Kühlluftlöcher 3 wiederholt, ohne die Lage neu zu ermitteln. Diese Variante ist jedoch nur zu empfehlen, wenn sichergestellt werden kann, dass nicht eine fehlerhafte Ermittlung der Lage der Kühlluftlöcher 3 zum Nichtbestehen der Transmissionsprüfung geführt hat.
Die Delaminationsprüfung des Schrittes S5 wird mit Hilfe der Thermographievorrichtung durchgeführt. Da sich abgelöste Schichten aufgrund des Hohlraums zwischen der Schicht und dem Trägermaterial thermisch anders verhalten als nicht abgelöste Schichten, können Delaminationen anhand der Thermographiedaten aufgefunden werden. In dem auf die Delaminationsprüfung folgenden Schritt S6 wird geprüft, ob die Delaminationsprüfung bestanden worden ist, oder nicht. Wenn die Delaminationsprüfung bestanden worden ist, d.h. wenn keine Schichtablösungen gefunden wurden, endet das Verfahren mit Schritt S8. Wenn die Delaminationsprüfung zu einem negativen Ergebnis geführt hat, also Schichtablösungen gefunden wurden, schreitet das Verfahren zu Schritt S7 fort, in dem die Turbinenschaufel aussortiert wird. Die Turbinenschaufel kann dann entweder als Ausschuss behandelt werden oder überarbeitet werden, um sie für einen Einsatz zu ertüchtigen. Danach endet das Verfahren mit Schritt S8.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren sind sowohl die Delaminationsprüfung als auch die Transmissionsprüfung enthalten. Diese Prüfungen sind jedoch lediglich optional und im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht notwendig. Das Verfahren kann daher bereits nach Schritt S2 enden. Eine Transmissionsprüfung und eine Delaminationsprüfung würden dann im Rahmen getrennter Verfahren durchgeführt werden. In einer weiteren Alternative kann das in 2 dargestellte Verfahren auch lediglich eine der beiden Prüfungen, also entweder die Delaminationsprüfung oder die Transmissionsprüfung beinhalten. Es bietet sich jedoch an, dass sowohl die Transmissionsprüfung als auch die Delaminationsprüfung in das Verfahren integriert werden. Das Integrieren der Transmissionsprüfung in das Verfahren bietet den Vorteil, dass die Turbinenschaufel bei nicht bestandener Transmissionsprüfung unmittelbar danach nachbearbeitet werden kann, ohne sie neu in der Halterung aufspannen zu müssen, was zu einer Zeitersparnis führt. Das Integrieren der Delaminationsprüfung hat den Vorteil, dass mit der Thermographievorrichtung, die zum Ermitteln der Lage der Kühlluftlöcher 3 eingesetzt wird, auch die Delaminationsprüfung durchgeführt werden kann, was ebenfalls zu einer Zeitersparnis führt.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Wiederöffnen von Löchern ist in 3 dargestellt. Elemente der Vorrichtung aus 3, die Elementen der Vorrichtung aus 1 entsprechen, sind in 3 mit denselben Bezugsziffern wie in 1 bezeichnet und werden nicht noch einmal erläutert, um Wiederholungen zu vermeiden. Es wird nachfolgend nur auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.
Der Unterschied der Vorrichtung aus 3 zum Ausführungsbeispiel aus 1 besteht darin, dass eine Auswerteeinheit 19 vorhanden ist, die eine Referenzeinheit 21 umfasst, welche Informationen über die Lage von Referenzkühlluftlöchern in einer Turbinenschaufel beinhaltet und anhand der von der Infrarotkamera 5 oder einer anderen geeigneten Thermographievorrichtung erfassten Thermographiedaten die Lage der Referenzkühlluftlöcher ermittelt. Die Lage der Referenzkühlluftlöcher der aktuell eingespannten Turbinenschaufel wird dann von der Referenzeinheit 21 an eine Interpolationseinrichtung 23 weitergegeben, die anhand der Positionsdaten der Referenzkühlluftlöcher und auf der Basis von zuvor eingegebenen Bauteildaten die Positionsdaten der übrigen Kühlluftlöcher interpoliert. Die Interpolationseinrichtung 23 gibt dann ein Positionssignal an die Bohrvorrichtung 7 aus. Anhand des Positionssignals können die einzelnen Kühlluftlöcher mit dem Bohrlaser angefahren werden.
Ein Ausführungsbeispiel für ein mit der Vorrichtung aus 3 durchzuführendes Verfahren ist in Form eines Flussdiagramms in 4 dargestellt. Vorweg sei angemerkt, dass das in 4 dargestellte Verfahren weder eine Transmissionsprüfung, noch eine Delaminationsprüfung umfasst. Selbstverständlich kann aber eine Transmissionsprüfung und/oder eine Delaminationsprüfung in das in 4 dargestellte Verfahren integriert werden.
Nach dem Start des Verfahrens in Schritt S10 wird in Schritt S11 die Lage von Referenzkühlluftlöchern in der Turbinenschaufel 1 ermittelt. Das Ermitteln der Lage der Referenzkühlluftlöcher erfolgt mit Hilfe der Infrarotkamera oder einer anderen geeigneten Thermographievorrichtung. In Schritt S12 wird dann anhand der ermittelten Lage der Referenzkühlluftlöcher und anhand von Geometriedaten der Turbinenschaufel 1 die Lage der übrigen Kühlluftlöcher interpoliert.
In Schritt S13 erfolgt ein Öffnen der Kühlluftlöcher 3 mit Hilfe eines Bohrlasers 7 oder eines anderen geeigneten Bohrers auf der Basis der ermittelten Lage der Referenzkühlluftlöcher sowie der interpolierten Lage der übrigen Kühlluftlöcher. Nach Abschluss des Wiederöffnens der Kühlluftlöcher endet das Verfahren in Schritt S14.
Wenn in dem in 4 dargestellten Verfahren auch eine Transmissionsprüfung enthalten ist, schließt sich diese an Schritt S13 an. Im Falle einer nichtbestandenen Transmissionsprüfung würde das Verfahren dann zu Schritt S13 zurückkehren, so dass das Öffnen der Kühlluftlöcher wiederholt wird. Alternativ könnte das Verfahren im Falle einer nichtbestandenen Transmissionsprüfung auch zu Schritt S12 zurückkehren, so dass nicht nur das Öffnen der Kühlluftlöcher, sondern auch das Interpolieren der Lage der Kühlluftlöcher auf der Basis der ermittelten Lage der Referenzkühlluftlöcher wiederholt wird. Vorzugsweise kehrt das Verfahren jedoch zu Schritt S11 zurück, so dass auch das Ermitteln der Lage der Referenzkühlluftlöcher wiederholt wird.
Wenn neben der Transmissionsprüfung auch eine Delaminationsprüfung in das in 4 dargestellte Verfahren integriert werden soll, kann die Delaminationsprüfung entweder wie in 2 im Anschluss an die Transmissionsprüfung erfolgen oder im Unterschied zum Verfahren aus 2 im direkten Anschluss an das Öffnen der Kühlluftlöcher, also vor der Transmissionsprüfung. Das Vorsehen der Delaminationsprüfung vor der Transmissionsprüfung hat den Vorteil, dass in Fällen einer nicht bestandenen Delaminationsprüfung die für das Verfahren benötigte Bearbeitungsdauer verringert werden kann. Wenn nämlich die Transmissionsprüfung zum Ergebnis hat, dass die Kühlluftlöcher nicht vollständig wieder geöffnet sind, würde ein Teil des Verfahrens wiederholt werden. Wenn dann anschließend nach ein oder mehrmaliger Wiederholung die Delaminationsprüfung zu dem Ergebnis kommt, dass das Bauteil wegen Schichtablösungen aussortiert werden muss, wären die Wiederholungen überflüssig gewesen. Es macht daher Sinn, die Transmissionsprüfung und die damit eventuell einhergehende Wiederholung von Verfahrensschritten erst dann durchzuführen, wenn sichergestellt ist, dass das Bauteil im Rahmen der Delaminationsprüfung nicht aussortiert werden muss. Dies gilt entsprechend auch für das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel. Auch dort kann die Delaminationsprüfung vor der Transmissionsprüfung durchgeführt werden.
Die 5 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt.
Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 drehgelagerten Rotor 103 mit einer Welle 101 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird.
Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109.
Die Ringbrennkammer 110 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108.
Jede Turbinenstufe 112 ist beispielsweise aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.
Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Innengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind.
An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt).
Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.
Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unterliegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 110 auskleidenden Hitzeschildelementen am meisten thermisch belastet.
Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, können diese mittels eines Kühlmittels gekühlt werden.
Ebenso können Substrate der Bauteile eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur).
Als Material für die Bauteile, insbesondere für die Turbinenschaufel 120, 130 und Bauteile der Brennkammer 110 werden beispielsweise eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Superlegierungen verwendet.
Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 B1 , EP 1 306 454 , EP 1 319 729 A1 , WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt.
Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium, Scandium (Sc) und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden bzw. Hafnium). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 .
Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, und besteht beispielsweise aus ZrO₂, Y₂O₃-ZrO₂, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.
Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.
Die 6 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Laufschaufel 120 oder Leitschaufel 130 einer Strömungsmaschine, die sich entlang einer Längsachse 121 erstreckt.
Die Strömungsmaschine kann eine Gasturbine eines Flugzeugs oder eines Kraftwerks zur Elektrizitätserzeugung, eine Dampfturbine oder ein Kompressor sein.
Die Schaufel 120, 130 weist entlang der Längsachse 121 aufeinander folgend einen Befestigungsbereich 400, eine daran angrenzende Schaufelplattform 403 sowie ein Schaufelblatt 406 und eine Schaufelspitze 415 auf.
Als Leitschaufel 130 kann die Schaufel 130 an ihrer Schaufelspitze 415 eine weitere Plattform aufweisen (nicht dargestellt).
Im Befestigungsbereich 400 ist ein Schaufelfuß 183 gebildet, der zur Befestigung der Laufschaufeln 120, 130 an einer Welle oder einer Scheibe dient (nicht dargestellt).
Der Schaufelfuß 183 ist beispielsweise als Hammerkopf ausgestaltet. Andere Ausgestaltungen als Tannenbaum- oder Schwalbenschwanzfuß sind möglich.
Die Schaufel 120, 130 weist für ein Medium, das an dem Schaufelblatt 406 vorbeiströmt, eine Anströmkante 409 und eine Abströmkante 412 auf.
Bei herkömmlichen Schaufeln 120, 130 werden in allen Bereichen 400, 403, 406 der Schaufel 120, 130 beispielsweise massive metallische Werkstoffe, insbesondere Superlegierungen verwendet.
Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 B1 , EP 1 306 454 , EP 1 319 729 A1 , WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt.
Die Schaufel 120, 130 kann hierbei durch ein Gussverfahren, auch mittels gerichteter Erstarrung, durch ein Schmiedeverfahren, durch ein Fräsverfahren oder Kombinationen daraus gefertigt sein.
Werkstücke mit einkristalliner Struktur oder Strukturen werden als Bauteile für Maschinen eingesetzt, die im Betrieb hohen mechanischen, thermischen und/oder chemischen Belastungen ausgesetzt sind.
Die Fertigung von derartigen einkristallinen Werkstücken erfolgt z.B. durch gerichtetes Erstarren aus der Schmelze. Es handelt sich dabei um Gießverfahren, bei denen die flüssige metallische Legierung zur einkristallinen Struktur, d.h. zum einkristallinen Werkstück, oder gerichtet erstarrt.
Dabei werden dendritische Kristalle entlang dem Wärmefluss ausgerichtet und bilden entweder eine stängelkristalline Kornstruktur (kolumnar, d.h. Körner, die über die ganze Länge des Werkstückes verlaufen und hier, dem allgemeinen Sprachgebrauch nach, als gerichtet erstarrt bezeichnet werden) oder eine einkristalline Struktur, d.h. das ganze Werkstück besteht aus einem einzigen Kristall. In diesen Verfahren muss man den Übergang zur globulitischen (polykristallinen) Erstarrung meiden, da sich durch ungerichtetes Wachstum notwendigerweise transversale und longitudinale Korngrenzen ausbilden, welche die guten Eigenschaften des gerichtet erstarrten oder einkristallinen Bauteiles zunichte machen.
Ist allgemein von gerichtet erstarrten Gefügen die Rede, so sind damit sowohl Einkristalle gemeint, die keine Korngrenzen oder höchstens Kleinwinkelkorngrenzen aufweisen, als auch Stängelkristallstrukturen, die wohl in longitudinaler Richtung verlaufende Korngrenzen, aber keine transversalen Korngrenzen aufweisen. Bei diesen zweitgenannten kristallinen Strukturen spricht man auch von gerichtet erstarrten Gefügen (directionally solidified structures).
Solche Verfahren sind aus der US-PS 6,024,792 und der EP 0 892 090 A1 bekannt.
Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion oder Oxidation aufweisen, z. B. (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf)). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 .
Die Dichte liegt vorzugsweise bei 95% der theoretischen Dichte.
Auf der MCrAlX-Schicht (als Zwischenschicht oder als äußerste Schicht) bildet sich eine schützende Aluminiumoxidschicht (TGO = thermal grown oxide layer).
Vorzugsweise weist die Schichtzusammensetzung Co-30Ni-28Cr-8Al-0,6Y-0,7Si oder Co-28Ni-24Cr-10Al-0,6Y auf. Neben diesen kobaltbasierten Schutzbeschichtungen werden auch vorzugsweise nickelbasierte Schutzschichten verwendet wie Ni-10Cr-12Al-0,6Y-3Re oder Ni-12Co-21Cr-11Al-0,4Y-2Re oder Ni-25Co-17Cr-10Al-0,4Y-1,5Re.
Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, die vorzugsweise die äußerste Schicht ist, und besteht beispielsweise aus ZrO₂, Y₂O₃-ZrO₂, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid. Die Wärmedämmschicht bedeckt die gesamte MCrAlX-Schicht.
Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärmedämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen. Die Wärmedämmschicht ist also vorzugsweise poröser als die MCrAlX-Schicht.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Bauteile 120, 130 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrahlen). Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse im Bauteil 120, 130 repariert. Danach erfolgt eine Wiederbeschichtung des Bauteils 120, 130 und ein erneuter Einsatz des Bauteils 120, 130.
Die Schaufel 120, 130 kann hohl oder massiv ausgeführt sein. Wenn die Schaufel 120, 130 gekühlt werden soll, ist sie hohl und weist ggf. noch Filmkühllöcher 418 (gestrichelt angedeutet) auf.
Die 7 zeigt eine Brennkammer 110 einer Gasturbine. Die Brennkammer 110 ist beispielsweise als so genannte Ringbrennkammer ausgestaltet, bei der eine Vielzahl von in Umfangsrichtung um eine Rotationsachse 102 herum angeordneten Brennern 107 in einen gemeinsamen Brennkammerraum 154 münden, die Flammen 156 erzeugen. Dazu ist die Brennkammer 110 in ihrer Gesamtheit als ringförmige Struktur ausgestaltet, die um die Rotationsachse 102 herum positioniert ist.
Zur Erzielung eines vergleichsweise hohen Wirkungsgrades ist die Brennkammer 110 für eine vergleichsweise hohe Temperatur des Arbeitsmediums M von etwa 1000°C bis 1600°C ausgelegt. Um auch bei diesen, für die Materialien ungünstigen Betriebspa- rametern eine vergleichsweise lange Betriebsdauer zu ermöglichen, ist die Brennkammerwand 153 auf ihrer dem Arbeitsmedium M zugewandten Seite mit einer aus Hitzeschildelementen 155 gebildeten Innenauskleidung versehen.
Jedes Hitzeschildelement 155 aus einer Legierung ist arbeitsmediumsseitig mit einer besonders hitzebeständigen Schutzschicht (MCrAlX-Schicht und/oder keramische Beschichtung) ausgestattet oder ist aus hochtemperaturbeständigem Material (massive keramische Steine) gefertigt.
Diese Schutzschichten können ähnlich der Turbinenschaufeln sein, also bedeutet beispielsweise MCrAlX: M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden, bzw. Hafnium (Hf). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 .
Auf der MCrAlX kann noch eine beispielsweise keramische Wärmedämmschicht vorhanden sein und besteht beispielsweise aus ZrO₂, Y₂O₃-ZrO₂, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.
Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
Andere Beschichtungsverfahren sind denkbar, z.B. atmosphärisches Plasmaspritzen (APS), LPPS, VPS oder CVD. Die Wärmedämmschicht kann poröse, mikro- oder makrorissbehaftete Körner zur besseren Thermoschockbeständigkeit aufweisen.
Wiederaufarbeitung (Refurbishment) bedeutet, dass Hitzeschildelemente 155 nach ihrem Einsatz gegebenenfalls von Schutzschichten befreit werden müssen (z.B. durch Sandstrah- len). Danach erfolgt eine Entfernung der Korrosions- und/oder Oxidationsschichten bzw. -produkte. Gegebenenfalls werden auch noch Risse in dem Hitzeschildelement 155 repariert. Danach erfolgt eine Wiederbeschichtung der Hitzeschildelemente 155 und ein erneuter Einsatz der Hitzeschildelemente 155.
Aufgrund der hohen Temperaturen im Inneren der Brennkammer 110 kann zudem für die Hitzeschildelemente 155 bzw. für deren Halteelemente ein Kühlsystem vorgesehen sein. Die Hitzeschildelemente 155 sind dann beispielsweise hohl und weisen ggf. noch in den Brennkammerraum 154 mündende Kühllöcher (nicht dargestellt) auf.
Die vorliegende Erfindung wurde zur Erläuterungszwecken anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Erfindung soll jedoch nicht auf die konkrete Ausgestaltung dieser Ausführungsbeispiele beschränkt sein. Vielmehr soll der Schutzbereich der Erfindung lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1204776 B1 [0054, 0067]
EP 1306454 [0054, 0067]
EP 1319729 A1 [0054, 0067]
WO 99/67435 [0054, 0067]
WO 00/44949 [0054, 0067]
EP 0486489 B1 [0055, 0074, 0086]
EP 0786017 B1 [0055, 0074, 0086]
EP 0412397 B1 [0055, 0074, 0086]
EP 1306454 A1 [0055, 0074, 0086]
US 6024792 [0073]
EP 0892090 A1 [0073]

Claims

Verfahren zum Wiederöffnen von Löchern (3) in einem Bauteil (1) nach einem Beschichtungsprozess, bei dem im Bauteil (1) vorhandene Löcher (3) verschlossen wurden, in dem die Lage verschlossener Löcher (3) auf der Basis eines thermographischen Verfahrens ermittelt wird und nach dem Ermitteln der Lage die Löcher (3) mittels eines Bohrverfahrens wieder geöffnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem mittels des thermographischen Verfahrens die Lage aller verschlossenen Löcher (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, in dem ein verschlossenes Loch (3) unmittelbar nach Ermitteln seiner Lage mittels des Bohrverfahrens wieder geöffnet wird, bevor die Lage des nächsten Loches (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, in dem zuerst die Lage einer Mehrzahl von Löchern (3) ermittelt wird, bevor das Wiederöffnen der entsprechenden Löcher (3) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem mittels des thermographischen Verfahrens die Lage einer Anzahl verschlossener Referenzlöcher ermittelt wird und dann anhand der ermittelten Lage der Referenzlöcher und einer Interpolation die Lage der übrigen Löcher ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem nach dem Wiederöffnen der Löcher (3) eine Transmissionsprüfung für die Löcher durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, in dem die Löcher (3) unmittelbar nach der Transmissionsprüfung nachgearbeitet werden, falls die Transmissionsprüfung ergibt, dass nicht alle Löcher (3) wieder vollständig geöffnet sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, in dem mittels des thermographischen Verfahrens außerdem eine Überprüfung des beschichteten Bauteils (1) auf Stellen mit Delamination erfolgt.
Vorrichtung zum Wiederöffnen von Löchern (3) in einem Bauteil (1) nach einem Beschichtungsprozess, bei dem im Bauteil (1) vorhandene Löcher (3) verschlossen wurden, mit: – einer Thermographievorrichtung (5) zum Erstellen von Thermographiedaten, – einer mit der Thermographievorrichtung (5) zum Empfang der Thermographiedaten verbundenen Auswerteeinheit (9,19), die dazu ausgelegt ist, anhand der Thermographiedaten die Position von Löchern (3) zu ermitteln und die Position wenigstens eines Loches enthaltende Positionsdaten auszugeben, und – eine mit der Auswerteeinheit (9, 19) zum Empfang der Positionsdaten verbundenen Bohrvorrichtung (7) mit einem relativ zum Bauteil (1) beweglich angeordneten Bohrer zum Wiederöffnen der Löcher (3).
Vorrichtung nach Anspruch 9, in der die Thermographievorrichtung (5) und die Bohrvorrichtung (7) in einer gemeinsamen Vorrichtung integriert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, in dem die Position und die Orientierung des Bohrers sowie die Position und die Orientierung der Thermographievorrichtung (5) im selben Koordinatensystem definiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, in der die Thermographievorrichtung (5) eine das Bauteil abbildende IR-sensitive Kamera umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, in der die Thermographievorrichtung (5) eine relativ zum Bauteil bewegliche Scanvorrichtung mit einem IR-sensitiven Sensor aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, in der die Auswerteeinheit (19) eine Referenzeinheit (21) umfasst, die dazu ausgelegt ist, anhand der Thermographiedaten Positionsdaten einer Anzahl von verschlossenen Referenzlöchern zu ermitteln, und in der die Auswerteeinheit (19) außerdem eine Interpolationseinrichtung (23) umfasst, die anhand der Positionsdaten der Referenzlöcher und anhand von Bauteildaten die Positionsdaten der übrigen Löcher interpoliert.